考虑温度和风速影响的桥梁结构模态参数分析

主要研究温度和风速两个环境因素对桥梁结构模态频率和阻尼比的影响,并建立环境因素与模态参数之间关系的数学模型。由于风速和温度的相关性较强,提出通过非线性主成分分析将相关的温度、风速转化为两个不相关的温度和风速主成分,从而将问题转化为研究温度和风速主成分对模态参数的影响;然后,采用非线性主成分分析对模态频率和阻尼比进行预处理,预处理后的数据隐含了模态频率和阻尼比与环境主成分之间的关系;其次,建立模态频率和阻尼比与环境主成分之间的神经网络模型;最后,对某一斜拉桥健康监测系统得到的模态频率、阻尼比和测试温度与风速进行分析。结果表明,环境因素对结构模态频率影响较大,神经网络模型可以较好地模拟环境主成分与模态参数之间的关系;对大部分模态的阻尼比,其与环境主成分的相关性不高。